Revista Real Academia Galega de Ciencias. Vol. XXVIII. Págs. 71-85 (2009)
O PÓLEN DE MILHO GENETICAMENTE MODIFICADO.
POSSÍVEIS IMPLICAÇÕES NO DESEQUILÍBRIO
ECOLÓGICO DAS COLMEIAS
BERNARDO SABUGOSA-MADEIRA1, ILDA ABREU1,2*
ENVISED - Centro de Geologia da Universidade do Porto,Portugal
Departamento de Botânica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Portugal;
e-mail:[email protected]
1
2*
RESUMO
O conhecimento sobre o impacto das culturas transgénicas em insectos
não alvo é ainda escasso.
No presente trabalho apresentamos possíveis efeitos directos e indirectos
que o pólen transgénico milho (Zea mayz) pode ter nas abelhas (Apis mellifera)
e nas traças da cera Galeria mellonella.
Palabras chave: Apis mellifera, Galeria mellonella , Milho Bt, Pólen,
Transgénicos.
ABSTRACT
Knowledge on the impact of transgenic crops on non-target insects is still
scarce. In this paper we present possible direct and indirect effects that the
transgenic corn pollen (Zea mayz) may have on bees (Apis mellifera) and on
wax moths Galeria mellonella.
Key words: Apis mellifera, Galeria mellonella, Bt corn, Pollen,
Transgenics.
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INTRODUÇAO
Desde que o Homem começou a domesticação dos animais tentou
condicionar e modificar a composição genética das populações por ele
dominadas. Na maioria dos casos a influência do Homem limitou-se à selecção
de determinadas características produtivas e comportamentais gerando, assim,
diferentes raças ao mesmo tempo que preservou algumas mutações que foram
surgindo. O Homem teve sempre a ambição de cruzar espécies diferentes. São
exemplos o cruzamento de Triticum, já de si um híbrido natural, com Secale,
produzindo o Triticale. Mostra-se assim que não é nova a vontade do Homem
em fundir espécies, quebrando as barreiras naturais existentes!
A produção de organismos geneticamente modificados é, sem dúvida,
uma conquista que vai muito para além do mais atrevido sonho do cruzamento
de espécies, pois não só se cruzam, com sucesso, duas distintas espécies
como na realidade se fundem apenas partes seleccionadas do seu genoma,
independentemente da ordem, família ou reino.
Culturas transgénicas
A modificação genética de um organismo pode resumir-se à alteração da
expressão de alguns genes que, naturalmente, fazem parte do seu genoma
e cuja expressão terá sido inibida ou modificada. Embora, neste caso, as
formas produzidas não sejam naturais, podem considerar-se equivalentes a
mutações.
Por seu turno, os organismos transgénicos são, normalmente, produzidos
em resultado da substituição ou, mais frequentemente, adição ao seu genoma,
de genes de outros seres vivos. Esta técnica tem permitido a troca de genes
entre espécies diferentes do mesmo reino e, inclusivamente, entre reinos
como a genes de peixes em tomateiros (Hightower et al., 1991). A transgenia
é, na natureza, um processo pouco comum, apenas realizado por organismos
infecciosos como vírus e bactérias, não sendo uma tecnologia pacificamente
aceite na comunidade científica e pelo público. O impacto ambiental que a
produção destes organismos pode causar, bem como dúvidas acerca da sua
estabilidade, bio-segurança e potencial uso em acções de bio-terrorismo são
questões frequententemente colocadas.
Embora já estejam no comércio alguns animais transgénicos, como o
“GloFish” variedade fluorescente do Danio rerio, vulgarmente utilizado em
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aquários, poucos países têm autorizado a sua venda. Assim, foram as plantas
transgénicas os primeiros organismos a ocupar um lugar na cadeia alimentar
do Homem, sendo já longa a lista de culturas transgénicas e rápido o aumento
da área plantada, tendo-se passado de 1,7 milhões de hectares plantados em
1996 para 143 milhões de hectares em 2007, com especial destaque para os
países do novo continente.
Na Europa, o consumo e a plantação de plantas transgénicas tem sido
objecto de cuidada legislação, obrigando-se, pelo Regulamento (CE) nº
1829/2003, à rotulagem de todos os produtos alimentares, bem como rações
animais que contenham transgénicos. Embora, na UE, algumas variedades
transgénicas possam já ser legalmente cultivadas, desde 2007 que a França,
Áustria, Polónia, Grécia, Hungria e Luxemburgo e Alemanha impuseram a
proibição do seu cultivo.
Milho transgénico
O milho (Zea mays) foi a primeira grande cultura transgénica e a que, na
Europa, é cultivada de forma comercial, destacando-se o milho Bt, variedade
modificada de modo a produzir uma toxina insecticida encontrada no Bacillus
thuringiensis, estando em vias de autorização o milho Roundup Ready, cuja
alteração lhe confere resistência ao herbicida Roundup, em que a substância
activa é o glifosato.
Em ambos os casos as plantas de milho apresentam, no seu genoma,
genes estranhos oriundos de bactérias, vírus e outras plantas. Por exemplo, na
formação do milho NK 603, da multinacional Monsanto, interveio material
genético proveniente das bactérias Agrobacterium tumefaciens (duas estirpes)
e Esherichia coli, do vírus do mosaico da couve flor, e ainda genes do arrozeiro
Oriza sativa e de Arabidopsis thaliana bem como o transposão Tn5 com o
gene para a enzima neomicina fosfotransferase conferindo, assim, resistência
a certos antibióticos aminoglicosídeos.
As variedades comerciais de milho e de outras culturas transgénicas,
resultam da simples inserção, por cruzamento, de variedades comerciais
já estabelecidas com genearcas portadores da combinação transgenética
pretendida e fixada. Deste modo, as variedades disponíveis para cultivo são,
aparentemente, idênticas às comerciais diferindo nas características de certos
processos metabólicos resultantes da expressão dos transgenes.
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Com base no princípio da substantial equivalence as empresas produtoras
de transgénicos, apresentam os seus produtos como idênticos às variedades
tradicionais. De facto, até ao momento as diferenças encontradas em análises de
quantificação dos nutrientes principais não assumem significado estatístico.
Poluição ambiental
Uma das maiores preocupações ambientais, acerca das culturas
transgénicas, reside no facto de o pólen ser dificilmente controlado e ser a
célula que apresenta maior concentração de proteínas transgénicas, quer seja
no milho Bt ou no milho Roundup Ready, aparecendo em concentrações
cerca de 100x superiores às que se verificam na cariopse (Fearing et al., 1997;
Monsanto, 2009).
A dispersão do pólen de Zea mays é predominantemente realizada pelo
vento (Schmidt et al., 2009), sendo, por conseguinte, uma planta anemófila.
Como o pólen não conhece barreiras, ele pode ser arrastado pelo vento,
percorrendo grandes distâncias. Deste modo, a contaminação do ecossistema
vegetal, nomeadamente o cruzamento de variedades transgénicas com
variedades não transgénicas pode realizar-se, o que, mesmo não sendo
prejudicial para a saúde pode ter impacto económico. As variedades
“contaminadas” dificilmente são expurgadas, havendo também, no caso
de algumas culturas, o risco de poder ocorrer a fuga de genes para plantas
selvagens da mesma espécie, resultando daí uma duradoura e possivelmente
irremediável consequência para o ambiente.
Aliás, a principal razão que tem levado a que, no espaço comunitário, a
entrada das culturas transgénicas esteja a ocorrer muito lentamente resulta
do legítimo receio de algumas culturas facilmente contaminarem os campos
vizinhos ou se cruzarem com espécies selvagens ou afins com as quais podem
facilmente hibridar, como é o caso da colza Brassica napus (Lavigne et al.,
1998; Colbach et al., 2004; Gruber et al., 2004).
Em contrapartida, as autorizações obtidas para plantação de Zea mays,
encontram suporte no facto de esta espécie pertencer à tribo Maydeae que
não tem representantes selvagens na Europa, e não se cruza com outras
espécies cultivadas (Heslop-Harrison et al., 1985). Pensa-se, por conseguinte
que, na Europa, não existe risco de contaminação do ambiente a partir de
genes de plantas de milho transgénico. Porém, visto a polinização anemófila
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ser dominante, o cruzamento de variedades de milho não transgénico e
transgénico são particularmente difíceis de evitar, tendo já sido noticiados
diversos casos (Quist et al., 2001).
Embora o pólen de Zea mays tenha grandes dimensões (76 – 106μm), por
comparação com o pólen das restantes gramíneas, e tenha tendência para
se depositar nas imediações (Aylor, 2002; Jarosz et al., 2003), cada panícula
produz cerca de 25 milhões de grãos de pólen, libertando cerca de 2 milhões
de grãos de pólen por dia e por planta (Aylor et al., 2003; Jarosz et al., 2003).
Assim, uma cultura de 100 000 plantas por hectare possui um grande potencial
de produção.
Supõe-se que 99% do pólen de milho se deposita nos primeiros 30 m em
torno da parcela sendo, contudo, proporcionalmente elevada a quantidade de
pólen que ultrapassa mais de 200 m (Jarosz et al., 2003; Jarosz et al., 2004).
Aliás, verificou-se já que a presença de pólen a distâncias superiores a 200 m
não é apenas uma hipótese teórica, mas um facto, tal como Bannert (2006)
observou. Este autor refere que ocorre contaminação a 371 m de distância.
Bannert (2006) observou, ainda, contaminação a 4125 m de distância,
numa concentração pouco inferior à que foi encontrada nas parcelas a 400
m. Os resultados deste trabalho pouco diferem dos apresentados por Jones
e Brooks (1950) que já referiam uma contaminação de 0,15% a 2,5 km e,
esporadicamente, até 0,03% a uma distância de 3 km. Estas distâncias são
alcançadas porque o pólen se dispersa também na vertical, acompanhando
as massas de ar convectivas, com a presença de concentrações superiores a 8
grãos de pólen/m3 a uma altitude de 60 m (Aylor, et al. 2003).
Estas contaminações são comercialmente aceitáveis, no entanto, no caso de
culturas biológicas ou onde haja o risco de cruzamento com plantas selvagens,
o nível de tolerância pode ser de zero (Aylor et al., 2003; Aylor, 2005).
Para que haja fecundação é necessário que o pólen mantenha a sua
viabilidade. No caso do pólen de milho a viabilidade depende da temperatura
ambiental e da humidade relativa, podendo variar de 45 minutos a 4 horas e
meia (Aylor et al., 2003; Aylor, 2004; Fonseca et al., 2005) o que lhe permite
percorrer distâncias consideráveis conservando-se viável. No caso das plantas
transgénicas, considerando a exigência de um risco nulo para a fuga de genes, é
praticamente impossível definir uma distância segura (Giddings et al., 1997).
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Em Portugal o Decreto Lei 160/2005 estabelece a distância mínima
de isolamento como sendo de 200 m ou, em alternativa, a existência de
uma bordadura de milho constituida por 24 linhas de uma variedade não
transgénica, levando a um isolamento de apenas 19 m, o que, de acordo com
a literatura da especialidade, não é uma medida de protecção eficaz (Goggi
et al., 2007). Aliás, o próprio relatório de acompanhamento de 2007, elaborado
pela Direcção Geral de Agricultura e Desenvolvimento Rural (DGADR,
2008) demonstra, nas análises realizadas, grandes diferenças de eficiência na
prevenção de contaminação das parcelas adjacentes.
Efeitos secundários em animais de sangue quente
Embora as culturas transgénicas existam há cerca de 15 anos, e estejam
desde então no circuito comercial, os estudos realizados são relativamente
escassos, e o referido conceito da equivalência substancial resulta,
fundamentalmente, de análises elementares. Estudos realizados em animais são
raros e apresentam resultados contraditórios. Curiosamente só recentemente
se iniciou investigação envolvendo animais e tecidos de plantas transgénicas
e não apenas as moléculas supostamente por eles sintetizados.
McNaughton et al. (2008) realizaram alguns trabalhos sobre a performance
de frangos criados com rações que incluíam ou não, variedades transgénicas
de milho. Embora os animais abatidos com 40 dias de vida apresentassem,
para alguns parâmetros, desempenhos produtivos tendencialmente negativos,
estas diferenças não eram significativamente diferentes em relação aos
animais criados em condições normais. Também He et al. (2008), realizando
um ensaio com ratos, não observaram, no período de 90 dias, diferenças
corporais entre os diferentes lotes de animais, porém, manteve-se a tendência
negativa no caso dos animais alimentados com milho transgénico.
Seralini et al. (2007) ao analisarem os dados de um estudo conduzido
pela multinacional Monsanto, que tinha como objectivo avaliar a segurança
da variedade de milho Bt Mon 863, concluíram que com uma abordagem
estatística diferente evidenciava-se um padrão de efeitos negativos, mesmo no
crescimento dos animais, e significativas alterações ao nível dos rins e fígado.
Estas alterações foram entretanto confirmadas por outros autores (Finamore
et al., 2008; Malatesta et al., 2008; Velimirov e Binter, 2008).
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Com estes resultados é cada vez maior o consenso em torno da hipótese
de existirem efeitos nocivos em mamíferos com o consumo de plantas
transgénicas. Num estudo plurigeracional com ratos, ocorreram diferenças
significativas na reprodução, tendo os ratos alimentados com o milho
NK603xMONS810 apresentado, ao longo das sucessivas gerações, uma
constante e acentuada redução da dimensão das ninhadas e do peso dos
recém-nascidos, bem como significativas diferenças no tamanho dos rins dos
ratos adultos. Os restantes parâmetros avaliados não foram significativamente
diferentes, apesar de, na maior parte dos casos, se revelarem tendências não
normais (Velimirov e Binter, 2008).
Embora a ingestão de proteínas Cry (tóxico produzido pelas plantas
transgénicas Bt), não produza efeitos aparentemente nocivos em ratos, a
inalação destas proteínas leva a uma resposta do sistema imunitário, com
produção de anticorpos específicos. Por consequência, a inalação de farinhas,
restos de vegetais e pólen de plantas transgénicas apresenta um risco
alergológico acrescido (Kroghsbo et al., 2008). Outros estudos demonstraram
ocorrer, em animais imunodeprimidos ou em condições de stress, como
ratos recém desmamados e ratos velhos, uma resposta imunitária, traduzida
por alterações da percentagem de linfócitos B e T (Ewen e Pusztai, 1999;
Finamore et al., 2008).
Efeitos secundários em insectos
O milho transgénico que sintetiza as proteínas tóxicas do Bacillus
thuringiensis apresenta, teoricamente, um efeito insecticida limitado a algumas
espécies alvo, nomeadamente à lagarta do milho Ostrinia nubilalis e alguns
lepidópteros não alvo. Porém, o pólen é um recurso alimentar utilizado por
diversos insectos, inclusivamente alguns auxiliares predadores e parasitóides.
Foram já demonstrados efeitos deletérios em insectos auxiliares pertencendo
às ordens Neuroptera e Hymenoptera (Hilbeck et al., 1998; Dutton et al., 2002).
Schmidt et al. (2009) verificaram que coccinelas da espécie Adalia bipunctata,
um dos mais emblemáticos insectos auxiliares, foram afectadas pelo consumo
(directo ou mediado através das suas presas) de toxinas Cry1Ab, Cry3Bb
sintetizadas por plantas transgénicas. Estes autores discutem a selectividade
e segurança ambiental destas proteínas.
Provavelmente, os insectos considerados não sensíveis, tornam-se
sensíveis quando ingerem insectos fitófagos nos quais as proteínas tóxicas se
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tornaram activas. Estas toxinas podem ter efeitos negativos sobre predadores
e parasitóides a diversos níveis tróficos (Dutton et al., 2002; Harwood et
al., 2005; Obrist et al., 2006; Schmidt et al., 2009). Os investigadores que
questionam o uso do milho Bt argumentam que o risco ambiental é muito
grande, visto ainda não se conhecer a verdadeira função das toxinas Cry
sintetizadas pelo Bacillus thuuringienses. Alguns autores defendem que são
importantes nas relações do ecossistema do solo (Addison, 1993) enquanto
outros admitem que têm como função infectar insectos (de Maagd et al.,
2001).
Efeitos indirectos no ecossistema das colónias
Embora as toxinas insecticidas Bt possam ser consideradas não nocivas
para as abelhas, o pólen de plantas transgénicas é altamente tóxico para outros
insectos que coabitam nas colmeias, nomeadamente as traças da cera Achroia
grisella e Galeria mellonella (Hanley et al., 2003). Nas colónias mortas ou nos
favos abandonados, estas traças vão alimentar-se da cera velha, consumindo-a
e eliminando, assim, eventuais focos de infecção (Melathopoulos et al.,
2004). Se as abelhas se alimentarem e acumularem, nos seus favos, pólen
transgénico, poderá ocorrer, a intoxicação das traças da cera provocando o
desequilíbrio no ecossistema (Sabugosa-Madeira et al., 2007). Este efeito
poderá ser particularmente grave uma vez que a toxicidade deste pólen se
mantém durante várias semanas ou meses.
Em muitas explorações apícolas é frequente fornecer às abelhas uma
alimentação estimulante à base de xarope de milho, provavelmente
transgénico, e substitutos de pólen à base de farinhas de soja, também
transgénica. Deste modo, ao longo de todo o ano, as colónias ficam expostas
a diversas proteínas tóxicas das plantas transgénicas. Um dos aspectos
que é comum em todas as colónias mortas com CCD é o facto de os favos
abandonados não apresentarem nem traças da cera vivas, nem escaravelhos
da espécie Athenia tumida e, também, serem raros casos de pilhagem por
parte de outras colónias (Oldroyd, 2007; Sanford, 2007), confirmando as
suspeitas já levantadas por Sabugosa-Madeira et al. (2007). Assim, nos favos
de colónias mortas com o CCD deve existir alguma substância tóxica que
mata as traças da cera e que funciona, simultaneamente, como um repelente
para outros insectos, nomeadamente abelhas (Latsch, 2007).
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Alguns autores referem que um pesticida da família dos neonicotinóides
pode estar, envolvido no CCD, dado que pode provocar um efeito repelente.
Porém, os trabalhos de Ramirez-Romero et al. (2005, 2008) mostraram
que o efeito do “imidaclopride, um neonicotinóide” não é tão duradouro e
traumático para as abelhas quanto o provocado pela exposição às endotoxinas
Cry do Bacillus thuringiensis. Também se desconhece se a proteína CP4
EPSPS, produzida pelas plantas Roundup Ready, terá ou não algum efeito
indesejado na Galeria mellonella. A provável redução da população de
traças da cera nas colmeias de abelhas bem como de abelhas selvagens, em
consequência da colheita de pólen de culturas transgénicas, pode causar
uma deficiente reciclagem e limpeza da cera velha, levando à prevalência de
agentes patogénicos nocivos para as abelhas.
Efeitos directos nas abelhas
O pólen de Zea mays por dispersão anemófila atinge distâncias
consideravelmente elevadas, mas quando se considera o transporte mediado
por insectos palinófagos, como as abelhas (Apis mellifera), as distâncias
são muito maiores. Embora não esteja perfeitamente estabelecido o raio de
influência de uma colónia de abelhas, os trabalhos mais recentes apontam para
distâncias médias de 6 km, podendo este valor ser encurtado ou aumentado
até 12 km, dependendo das condições climáticas e da disponibilidade de
alimento (Marrão, 1998; Beekman et al., 2000; Capaldi et al., 2000).
Apesar de o milho não ser considerado uma planta melífera, é
frequentemente utilizado pelas abelhas como fonte de pólen, sendo recolhido
num período do ano em que são relativamente escassas as plantas em floração.
Em certas circunstâncias, pode representar mais de 80% da colheita semanal
de pólen, sendo, por isso, considerado um alimento estratégico (Louveaux
e Albisetti, 1963; Sabugosa-Madeira et al., 2007). Como, aparentemente, as
abelhas são incapazes de distinguir flores transgénicas de não transgénicas
(Malone et al., 2001; Huang et al., 2004), as colónias de abelhas têm-se sido
confrontadas cada vez com maior quantidade de pólen, contendo proteínas
novas e estranhas ao ambiente da colónia.
Alguns trabalhos com pólen preservado indicam que as culturas
transgénicas não influenciam directamente o desenvolvimento das abelhas
(Hanley et al., 2003; Huang et al., 2004). Outros trabalhos mostram maior
reserva no que diz respeito à sua nocividade para as abelhas (Ramirez-
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Romero et al., 2008). No entanto, estes investigadores observaram uma maior
mortalidade de abelhas (larvas e adultos), passando, num caso, de 8% para
16% (Hanley et al., 2003; Huang et al., 2004; Ramirez-Romero et al., 2008).
Ramirez-Romero et al. (2008) observaram, também, alterações no
comportamento das abelhas, verificando que levavam mais tempo a consumir
a solução contaminada com pólen transgénico. Este trabalho confirmou um
ensaio anterior em que os autores tinham observado que as abelhas reduziam
o número de visitas a flores artificiais com uma solução açucarada contendo
as proteínas sintetizadas pelo milho Bt, mantendo essa redução mesmo depois
de lhes serem apresentadas as mesmas flores com alimento não contaminado
(Ramirez-Romero et al., 2005). Estes autores referem ter sido demonstrado
que a toxina Cry1Ab possui um factor anti-nutricional ou repulsivo, com
efeitos subletais que foram memorizados pelas abelhas.
Muito embora a inocuidade das endotoxinas do Bacillus turingiensis
para as abelhas tenha sido, durante muito tempo, indiscutível, alguns
trabalhos demonstraram mortalidade ou efeitos deletérios em abelhas quando
alimentadas com esporos de Bacillus thuringiesis ou com a proteína Cry
(Vandenberg e Shimanuki, 1986; Vandenberg, 1990; Ramirez-Romero et al.,
2005, 2008). Recentemente tem sido notícia a morte de milhões de colónias
de abelhas, situação especialmente grave nos Estados Unidos da América.
A morte destas colónias não foi, até à data, conclusivamente atribuída a
qualquer patogénio, parasita, químico ou mesmo a plantas transgénicas. Este
síndrome recebeu o nome de colony collapse disorder (CCD). Embora não se
tenha estabelecido uma relação de causa efeito entre a expansão de culturas
transgénicas e a ocorrência do CCD estas podem, teoricamente, ter interferido
no equilíbrio ecológico das colónias.
As culturas transgénicas, independentemente do facto de serem plantas
produtoras das toxinas Bt ou resistentes a herbicidas, sintetizam novas
proteínas, que podem causar efeitos nocivos a organismos não alvos
(Monsanto, 2009). Estas novas proteínas podem activar o sistema imunitário
destes insectos, à semelhança do que se observa nos estudos feitos com ratos
(Ewen e Pusztai, 1999; Seralini et al., 2007; Finamore et al., 2008; Malatesta
et al., 2008). Mesmo não tendo efeitos letais, são provavelmente, factores
que induzem algum grau de stress o qual tem sido apontado por alguns
investigadores como o factor responsável pelo aumento da susceptibilidade
das abelhas à acção de outros patogénios como bactérias, ácaros e vírus, que,
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em situações normais, não causariam estragos de tão grande dimensão como
os que se têm observado (Oldroyd, 2007).
O primeiro sinal de alerta de um efeito directo e nocivo das toxinas Cry
foi apresentado por Ramirez-Romero et al. (2005, 2008). Investigadores da
Universidade de Jena (Alemanha) observaram, acidentalmente, que as abelhas
infectadas com um agente patogénico (microsporídeas de Nosema spp)
apresentavam valores superiores de mortalidade quando na sua alimentação
estava presente pólen de milho transgénico Mon 810 e Bt176 (Kaatz, 2005). De
acordo com Kaatz (2005) se as abelhas sãs, fossem tratadas com antibióticos,
não apresentavam diferente taxa de mortalidade se expostas às toxinas do
milho transgénico. Estes resultados levaram o autor a admitir a existência de
uma interacção da toxina e patogénio sobre o epitélio do intestino das abelhas,
tornando-as, assim, muito mais sensíveis à infecção. A sinergia (stress/
patogéneo) tem sido, diversas vezes, sugerida no caso do CCD. No entanto
desconhece-se o agente responsável pela diminuição das defesas imunitárias
das abelhas.
Em face das dúvidas que existem em relação à segurança de algumas
culturas transgénicas, e dos resultados publicados das investigações realizadas,
é importante estudar os efeitos em todas as espécies alvo e não-alvo presentes
nos agro-ecosistemas (Andow e Zwahlen, 2006), o que nem sempre tem sido a
regra, visto as autorizações de cultivo terem sido dadas quando a investigação
era ainda escassa. Assim, de acordo com o estado actual do conhecimento,
parece-nos que o cultivo de milho transgénico poderá induzir alterações
directas e/ou indirectas no equilíbrio ecológico existente nas colónias de
abelhas Apis mellifera.
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